Station d’essais de chutes de blocs

Activités :

- Travaux de recherche et développement sur les dispositifs de protection contre les chutes de blocs (écrans de filet, merlons, galeries, casquettes, structures dissipatives innovantes, etc.).

 Travaux de recherche et développement sur les ouvrages soumis à des impacts.

 Essais pour la certification européenne des écrans de filet de protection, selon les prescriptions du Guide pour l’Agrément Technique Européen sur les écrans de filet (ETAG 27, 2008).

Financement et partenariats :

La station d’essais de chutes de blocs, conçue par le LCPC pour ses recherches, a reçu le soutien financier de l’État, des Conseils généraux des régions alpines et de RFF.
L’ensemble des financeurs participe au comité de pilotage qui valide les orientations scientifiques et techniques de la station. Les essais de chutes de blocs programmés par un comité opérationnel, présidé par le LCPC, sont réalisés par le personnel du Centre d’études techniques de l’équipement (CETE) de Lyon.

Unité responsable de l’exploitation : Division de Mécanique des Sols, des Roches et de Géologie de l’Ingénieur (MSRGI) Contact :chutesdeblocs@lcpc.fr Année de mise en service : 2009
		Préparation d’un bloc pour installation sur le crochet de largage

Caractéristiques techniques

Le site :

La station d’essais de chutes de blocs du Laboratoire central des Ponts et Chaussées est située dans la carrière de Pierre Grosse, sur la commune de Montagnole au sud de Chambéry (Savoie), exploitée par la société VICAT. La station dispose d’une falaise quasi-verticale et lisse d’environ 90 m de long et de près de 80 m de haut. Elle surplombe un carreau régulier et plat d’au moins 40 m de large permettant l’installation de structures à tester à l’échelle 1. Le site est en léger contrebas d’un talus d’une dizaine de mètres, supportant une route d’accès à la carrière, qui constitue ainsi une plate-forme d’observation sécurisée lors des essais. Le massif rocheux de la falaise est constitué de bancs de calcaires massifs, sans décollement inter-bancs, d’épaisseur supérieure à 20 m et très peu fracturés.

La situation du site, dans un vallon discret et peu occupé, permet d’assurer la confidentialité et la sécurité des essais réalisés.

Installations techniques :

Le corps principal du dispositif de largage des blocs est constitué d’une flèche d’une longueur de 25 m et d’une masse de 80 tonnes environ, pouvant pivoter sur un axe.
Un treuil, d’une masse d’environ 5 tonnes, se déplace à l’intérieur de la flèche à l’aide d’un chariot. Le dispositif permet ainsi d’atteindre tout point d’une zone délimitée par un demi-cercle de 12 m de rayon avec une précision de 0,5 m.
Un crochet radiocommandé d’une masse d’environ 8 tonnes, placé à l’extrémité du câble de largage, est équipé d’un système d’amortissement pour protéger le dispositif en absorbant 75% de l’énergie libérée par le largage d’un bloc.

Vue de la flèche au sommet de la falaise à 80 m de hauteur	Blocs en béton armé de différentes tailles

La masse maximale, pouvant être soulevée et larguée, est de 20 tonnes. La hauteur maximale de chute est de 67 m.

De telles caractéristiques permettent de développer des recherches avec des énergies supérieures aux énergies actuellement disponibles sur d’autres sites d’essais.


Équipements du site


 Plateforme d’observation sécurisée ;

 Blocs en béton armé répondant aux prescriptions de l’ETAG 27 et blocs sphériques en acier ;

 Instrumentation :

• Centrale d’acquisition modulaire conçue pour les mesures dynamiques
• Capteurs de force à pont de jauge en traction-compression ± 500 kN
• Accéléromètres piézoéléctriques
• Caméras numériques rapides (haute résolution et haute fréquence)

Des exemples d’application

Programme de recherche :

Dans le cadre des missions lui incombant, le LCPC s’est investi dans l’étude et la gestion du risque rocheux.
Il se traduit actuellement par l’opération de recherche M094 « Chutes de blocs et éboulements rocheux », dans laquelle le LCPC coordonne les activités de recherche du réseau scientifique et technique (RST).

Recherche et certification en essais :

La plupart des types d’ouvrages de protection, contre les chutes de blocs, peut être testée sur la station d’essais à échelle 1. La précision des lâchers réalisés par la station est de moins de 0,5 m pour le point visé et de moins de 5 % sur la vitesse d’impact. Le caractère rocheux du site permet de fonder et d’ancrer les ouvrages à tester dans des conditions optimales.

La station permet de réaliser des essais correspondant aux objectifs suivants :

- Certifier des écrans de filet en répondant aux spécifications de l’ETAG 27 « Kits de protection contre les chutes de blocs rocheux » ;
- Améliorer les méthodes de justification et de dimensionnement des dispositifs de protection (écrans de filet, merlons, casquettes, galeries) ;
- Analyser les phénomènes de rebonds sur différents types de sols et surfaces pour valider et faire progresser les outils de trajectographie ;
- Étudier le comportement des matériaux et des ouvrages soumis à des impacts de blocs.

Plusieurs écrans de filet pare-blocs ont déjà passé avec succès, sur le site de Montagnole, les tests demandés par le nouveau référentiel technique européen.